¿Se convertirá mañana el motor nuclear en el principal asistente en la exploración del Universo?

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La humanidad está a punto de crear etapas superiores nucleares para llevar naves espaciales a los rincones más lejanos del Universo. El año pasado, la NASA y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del Pentágono anunciaron que iban a lanzar un módulo conjunto con un reactor nuclear para 2025, o al menos 2026.

Un átomo cósmico con un gran futuro


Pero primero, un poco de historia. El 25 de agosto de 2012, la sonda espacial única Voyager 1 cruzó el umbral del llamado espacio interestelar. Entonces se encontraba a 18 mil millones de kilómetros del Sol, mucho más allá de los límites de nuestro sistema. Así, hoy es el objeto más lejano de la Tierra creado por el hombre. El dispositivo fue lanzado en 1977 y casi medio siglo después sigue funcionando correctamente, enviando información a la Tierra y penetrando en las profundidades del espacio. Esto fue posible porque sus sistemas funcionan con energía nuclear.



La Agencia Espacial Europea (ESA), por su parte, está invirtiendo en un programa para utilizar la propulsión nuclear para la exploración espacial. Y la NASA ha firmado un contrato con Westinghouse para desarrollar un concepto de reactor nuclear que alimentará una base lunar propuesta. Está previsto ponerlo en funcionamiento antes de finales de la década y, según los autores de la idea, este know-how permitirá afrontar con éxito el funcionamiento en las duras condiciones de la superficie lunar. Y cuanto más exploramos el sistema solar y especialmente el mundo estelar más allá de él, más atractiva parece la opción con una fuente de energía nuclear. De hecho, a pesar de toda su ambigüedad, un motor nuclear es casi una máquina de movimiento perpetuo.

Dificultades y peligros que aguardan una misión de larga distancia.


La startup estadounidense Zeno Power ganó recientemente un premio de 15 millones de dólares por su ayuda a la NASA en la creación de sistemas de energía nuclear radioisótopos en relación con las expediciones lunares. Estos diseños compactos tienen una larga y espinosa historia en el uso del espacio. En este caso, el suministro de energía y calor a bordo se realizará mediante la fisión de residuos nucleares.

La oscuridad total es un problema específico de los vuelos espaciales de larga distancia. Toma la misma Luna. La noche allí dura 14 días terrestres. Y en los cráteres, por ejemplo, siempre no hay luz. Naturalmente, generar energía a partir de la luz solar es imposible y la temperatura en algunos lugares supera los -200оC.

Una misión espacial es inherentemente una empresa bastante arriesgada, especialmente con componentes nucleares a bordo. Los vehículos de lanzamiento explotan de vez en cuando, esparciendo desechos tóxicos por el espacio cercano a la Tierra y por toda la Tierra.

Kulibin de Alabama


Dale Thomas, profesor de la Universidad de Alabama en Huntsville, inventa motores de propulsión nuclear y estudia cómo funcionan. Como jefe del departamento de ingeniería industrial y de sistemas y de gestión de ingeniería, lleva muchos años haciendo esto, pero ha ido más lejos que sus compañeros. En lugar de impulsar el cohete mediante una reacción química, Thomas utiliza una reacción en cadena:

Las reacciones nucleares se utilizan tradicionalmente para impulsar naves espaciales que realizan viajes largos. Entonces, en la Voyager, la fuente de energía son 3 generadores termoeléctricos de radioisótopos montados en una varilla, que utilizan óxido de plutonio-238. Debido a la lejanía del recorrido, los paneles solares allí son inútiles. Entonces comencé a utilizar estas reacciones como principio de movimiento. Pero hay un problema importante: es imposible excluir por completo la falla de un motor nuclear, y las consecuencias de su falla son mucho peores que las de uno químico.

Esta circunstancia nos obliga a reconsiderar los métodos de prueba de motores de cohetes. De hecho, antes de empezar a funcionar en serie, se prueban en tierra, donde a veces se comportan de forma impredecible: explotan, se rompen, se queman. Y esto es normal en condiciones experimentales. Pero si un motor nuclear explota durante las pruebas, esto es anormal desde el punto de vista de la seguridad ambiental y radiológica sistémica. Por tanto, aquí los fracasos son inaceptables. Esta situación frena el desarrollo.

Si el Pentágono se pone manos a la obra, habrá sorpresas


El primer reactor nuclear fue lanzado al espacio en 1965. Desde entonces, los científicos estadounidenses han estado luchando por obtener de la tecnología con un mínimo de riesgo y la invención de un diseño que estuviera preparado para resistir una explosión. Y al final aquí supuestamente se encontró una solución. Es cierto que todavía se mantiene en la más estricta confidencialidad: ¡no es casualidad que el Ministerio de Defensa se haya involucrado en esta área!

El director del programa de desarrollo de naves espaciales, Rami Mesalam, de la Universidad de Leicester (Inglaterra), comparte su opinión:

La seguridad es siempre el núcleo del diseño de un sistema de energía nuclear. Pero bueno noticias es que tenemos casi 60 años de experiencia en optimizarlo. También frenaremos los motores de cohetes nucleares... Como opción, la nave se lanza a la órbita terrestre baja utilizando etapas convencionales de combustible sólido, después de lo cual se lanzan unidades nucleares y se aceleran para una nueva misión. Un motor químico puede llegar incluso a la Luna. Pero entonces el motor nuclear servirá como clave para superar la barrera interplanetaria.

Para hacer realidad un cuento de hadas ...


Debido a las limitaciones de recursos, los vuelos a Marte y más allá son actualmente difíciles. La NASA y otras agencias de aeronáutica y exploración espacial calculan meticulosamente trayectorias complejas que llevan a los enviados espaciales más allá de los campos gravitacionales para minimizar el consumo de combustible. Si dispone de motores nucleares fiables y con suficiente potencia, estos problemas desaparecerán por sí solos.

El profesor Thomas resume esto:

La propulsión nuclear comparada con la propulsión química es más o menos como Ferrari versus Volkswagen, debido a la diferencia en la potencia de la unidad de potencia. Sin embargo, no estoy de acuerdo con las declaraciones de los representantes de DARPA: no lo lograremos ni para el próximo año ni para 2026. Los vehículos de propulsión nuclear probablemente despegarán, pero no hasta 2030. Pero una vez que este proyecto se implemente, cambiará radicalmente las reglas del juego, y las tramas de novelas y películas de ciencia ficción del pasado se harán realidad de la noche a la mañana.
22 comentarios
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  1. +1
    2 marzo 2024 11: 01
    ¡Todos los rusos espirituales y adecuados entienden que las Voyagers y Apollos son puras falsificaciones, filmadas en Hollywood! si
    1. +4
      2 marzo 2024 13: 56
      ¿Por qué Mosfilm se está quedando atrás?
      1. +1
        2 marzo 2024 16: 28
        Está bien, pronto se pondrán azules. Sobre el tractor lunar Compañero
    2. 0
      3 marzo 2024 10: 02
      Probablemente aún no hayas expulsado a todos los demonios...
      1. +1
        3 marzo 2024 11: 37
        ¿Qué evidencia tienes de que hubo misiones Voyager y Apollo? ¡Preséntalo!
  2. -1
    2 marzo 2024 11: 07
    Para dichos artículos, se debe crear una sección separada de "Ficción" en el "Reportero".
    En general, estos artículos deberían comenzar con el hecho de que el posible daño causado por el motor nuclear propuesto es tal que las esporas de ántrax, en comparación, son bromas infantiles. ¿Qué te parece esta perspectiva?
    1. +2
      2 marzo 2024 12: 58
      ¿Estás hablando de Burevestnik?
      1. 0
        16 marzo 2024 04: 54
        Entonces el Petrel voló. Así lo reconoció la inteligencia británica. El vuelo número 15 fue exitoso, lo que significa que el motor estaba completo.
        Pero sobre el motor americano de 1965, es mentira. Los estadounidenses simplemente calcularon cómo podría terminar esto y abandonaron el desarrollo y las pruebas reales. Aunque no escriben nada que demuestre su superioridad, al menos en papel, y luego van a comprobarlo. Sí. Robaron de un satélite de la URSS, que tenían en una exposición a petición propia, una instalación nuclear como fuente de energía. Es cierto que la URSS y Estados Unidos de alguna manera resolvieron este incidente.
  3. +2
    2 marzo 2024 12: 00
    Un reactor nuclear de potencia de megavatios ya estaba en proceso de demolición incluso bajo el dominio soviético. El problema está en el disipador de calor...
    1. Voo
      -2
      2 marzo 2024 14: 07
      El problema no es el disipador de calor, sino cómo se librarán del dictador en el barco.
    2. +1
      3 marzo 2024 00: 59
      Con el disipador de calor parece que ya está decidido, por eso se está probando el Burevestnik, porque tiene un reactor nuclear compacto. El problema está en la electrónica: hay que entrenar a Zeus en el espacio para que apunte a todo y a todos con una fuente de alimentación de megavatios. Un megavatio en órbita no es mucho dinero, ya es dominio.
  4. -3
    2 marzo 2024 12: 53
    ¿Te has olvidado de Rogozin y K?
    Hablaron sobre el tirón cósmico-nuclear hace unos 5-10 años con la melodía de Roscosmos, y luego se cansaron de charlar... y luego... Musk saludó desde arriba y espera...
  5. -3
    2 marzo 2024 14: 15
    Se escribe mucho sobre la Voyager excepto por una cosa: lo más probable es que hace mucho que se perdió la comunicación con ella y su sombra (engaño) está funcionando. Esto lo pueden explicar los especialistas en ingeniería de radio en comunicaciones, potencia de transmisión, alcance operativo y capacidad de antenas direccionales a tales distancias para practicar la orientación exactamente al suelo para la transmisión de datos.
    1. +1
      2 marzo 2024 14: 44
      ¡Habla de verdad! No hubo ninguno en absoluto: ni la Voyager ni el Apolos. Todo es Hollywood. Engendro de demonio.
      1. Voo
        -3
        2 marzo 2024 14: 59
        Me gustaría decirte que estás equivocado, pero ¿cómo? Si vuelas tú mismo, sólo para comprobarlo. Pero, ¿a quién debo contarle las deficiencias a mi regreso? ¿Un grupo de camaradas que se eleva sobre mil millones de ciervos?
        1. El comentario ha sido eliminado.
          1. El comentario ha sido eliminado.
      2. 0
        16 marzo 2024 04: 59
        Todo estaba ahí, pero era imposible comprobar su funcionamiento. ¿Era así entre ellos en aquella época, como escriben los propios americanos? Hoy en día se pueden comprobar muchas cosas gracias al desarrollo de la tecnología y otros medios de observación, pero entonces tales oportunidades simplemente no existían y se podía decir cualquier cosa. Pruébalo y compruébalo.
  6. +1
    2 marzo 2024 14: 18
    Los planes de Roscosmos hasta ahora solo funcionan en Nuklon, pero al mismo tiempo sería útil retomar el tema basándose en el RD-0410 como parte de un remolcador interorbital para programas tripulados. Las capacidades de los vehículos de lanzamiento prometedores son limitadas y un motor de este tipo es capaz de duplicar las características de aceleración y compensar así la falta de vehículos de lanzamiento superpesados ​​en la Federación de Rusia. Una vez expirada su vida útil, pueden controlarse desde la órbita, al igual que las Soyuz de carga.
    1. 0
      4 marzo 2024 09: 25
      un motor de este tipo es capaz de duplicar las características de aceleración y compensar así la falta de vehículos superpesados ​​en la Federación de Rusia

      El reactor nuclear sirve únicamente para generar electricidad, y los motores son cohetes eléctricos, propulsados ​​por iones, con características de aceleración muy débiles. Su ventaja es que pueden funcionar de forma continua durante muchos meses, o incluso años, y sólo en el espacio. No son de ninguna manera adecuados para su lanzamiento desde la Tierra, por lo que no compensan en absoluto la falta de ningún portaaviones, no solo los súper pesados, esta es una clase de motores completamente diferente. Y todo este "bien" será puesto en órbita, como antes, mediante buenos motores viejos que utilizan combustible químico.
      1. 0
        8 marzo 2024 12: 19
        Lee con más atención, estamos hablando del RD-0410.
  7. -1
    2 marzo 2024 15: 17
    la temperatura en algunos lugares supera los -200oC

    lol No pude leer más.
    1. +2
      3 marzo 2024 00: 59
      dice: -200 °C. Cero absoluto −273,15 °C
      Que es lo que esta mal
  8. 0
    4 marzo 2024 12: 53
    Aunque esto hará sonreír a la gente, aún así expresaré mis pensamientos:
    Las naves espaciales del futuro cercano se moverán "cayendo" en la dirección que quieran porque su "empuje" tirará de la nave en lugar de empujarla. Obviamente, no sé qué tipo de energía usarán, pero sé que seguirá siendo peligroso, pero creará una especie de gravedad frente a la nave. Serán posibles aceleraciones sin inercia.
    Estamos cerca de descubrir esta nueva posibilidad, pero hasta ahora, con este tipo de Mundo, está inhibida.